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Una zanzara mutante per sconfiggere la malaria

Fonte: Le Scienze

24 novembre 2015

Una zanzara mutante per sconfiggere la malaria

Applicando il nuovo metodo di editing genetico

CRISPR-Cas9, un gruppo di ricercatori è riuscito

a inserire un gene per gli anticorpi di resistenza alla

malaria nel DNA della zanzara A. stephensi, il

principale vettore dell'infezione in Asia.

La mutazione si mantiene nella progenie nel 99,5

per cento dei casi, e potrebbe diffondersi in un'intera

popolazione. Si tratta di un primo passo verso

un'arma veramente efficace contro la malaria, ma va

verificato con sperimentazioni sul campo(red)

geneticaepidemiologia

Una zanzara transgenica, sviluppata da ricercatori

dell'Università della California a Irvine e a San Diego

applicando la tecnica di editing genomico  CRISPR-

Cas9, potrebbe essere l'arma più potente mai realizzata f

inora per arrestare la diffusione della malaria: secondo

quanto riferito sui "Proceedings of the National Academy

of Sciences", permetterebbe infatti di introdurre rapidamente

in una popolazione di zanzare dei geni che bloccano la malattia.

Sempre sui PNAS, un secondo articolo, firmato da Alvaro

Molina-Cruz dei National Institutes of Health degli Stati

Uniti, e colleghi, riferisce la scoperta del gene che consente

a P. falciparum, il plasmodio responsabile della malaria

malattia, di adattarsi alle diverse specie di zanzare presenti

nel mondo.

Il plasmodio della malaria compie parte del suo ciclo vitale

nell'organismo delle zanzare e la trasmissione della malattia

all'uomo avviene attraverso la puntura di insetti infetti, che

immettono il patogeno nel flusso sanguigno.

Le due principali linee di ricerca per impedire il trasferimento

si concentrano quindi sull'ospite umano oppure sulla zanzara.

Anopheles stephensi (Credit: Jim Gathany/Wikimedia Commons)

Il gruppo di Irvine diretto da Anthony A. James focalizza da

anni le sue ricerche sull'ingegnerizzazione di zanzare per

combattere le malattie.

Nel caso della febbre dengue, i ricercatori sono riusciti a isolare

un anticorpo nell'organismo dei topi e a inserirlo nell'organismo

delle zanzare che veicolano l'infezione.

Il problema è che la mutazione poteva essere ereditata solo da

metà della progenie.

All'inizio di quest'anno, Ethan Bier e Valentino Gantz, dell'Università

di San Diego, hanno annunciato di aver sviluppato un nuovo

metodo per generare mutazioni in entrambe le copie di un gene,

permettendo la trasmissione delle mutazioni con una probabilità

del 95 per cento.

I due gruppi hanno ora messo insieme le rispettive competenze

per adattare il metodo di Bier e Gantz alle zanzare della specie

Anopheles stephensi, il principale vettore della malaria in Asia.

Il punto di partenza è stata la rivoluzionaria tecnica di editing

genetico chiamata CRISPR-Cas9 (clustered regularly interspaced

short palindromic repeats/caspase 9) che sfrutta il macchinario

enzimatico di organismi molto semplici come batteri e Archea..

La tecnica consente diintervenire sul DNA in modo mirato, e

associata a una serie di geni che codificano per anticorpi efficaci

contro la malaria, costituisce un "kit genetico" che, una volta

iniettato in un embrione di zanzara, punta su un sito altamente

specifico del DNA inserendovi i geni antimalaria.

Per verificare la percentuale di casi di corretta trasmissione della

mutazione alla progenie, i ricercatori hanno aggiunto al kit il gene

che codifica per una proteina che conferisce agli occhi della zanzara

una fluorescenza rossa.

Dall'analisi è risultato che il 99,5 per cento della progenie

aveva ereditato il tratto, confermando la trasmissione della

mutazione.

A questo punto manca solo la conferma dell'efficacia degli

anticorpi, che dovrà essere ottenuta con una sperimentazione

sul campo.

"Abbiamo compiuto un passo avanti significativo: ora sappiamo

che il gene funziona", ha spiegato James.

"Le zanzare che abbiamo creato non sono il risultato finale, ma

sappiamo che questa tecnologia permette di creare in modo

efficiente grandi popolazioni".

Anopheles stephensi non è però l'unica specie di zanzara a

trasmettere la malaria poiché il plasmodio può adattarsi a specie

differenti.

Questa capacità si deve a un gene, scoperto ora da Alvaro Molina

-Cruz dei National Institutes of Health degli Stati Uniti a Rockville,

nel Maryland, e colleghi, che firmano il secondo articolo pubblicato

da PNAS.

In un precedente lavoro, lo stesso gruppo di ricercatori aveva

dimostrato che la proteina Pfs47 consente al parassita di diventare

invisibile al sistema immunitario della zanzara. Ora Molina-Cruz

e colleghi hanno scoperto che le varie popolazioni di P. falciparum

 in Africa, Asia e America hanno una limitata compatibilità con le

zanzare di altri continenti: ciò dipende dalle diverse varianti - 42

in tutto - del gene Pfs47, che permettono d'interagire in modo

specifico con le varie versioni dei recettori presenti nella zanzara.

Questi risultati portano gli autori a sostenere un modello di tipo

"chiave e serratura" per spiegare il fenomeno di globalizzazione

della malattia: le diverse varianti della proteina codificata dal gene

Pfs47 (le "chiavi") sono specifiche per i recettori ("le serrature")

delle diverse specie di zanzare diffuse nel mondo.